存在采空区的台阶爆破效果评价及参数优化

摘要

山西平朔东露天煤矿，鉴于地表下存在采空区，台阶爆破技术需要进一步优化，以降低大块率、后裂、炮孔冲孔、炸药单耗，改善爆破振动对采空区顶板和土质边坡稳定性影响。
　　针对台阶爆破现阶段的问题，采用模糊数学层次分析法，建立爆破效果评价模型，对爆破效果进行评价；采用ANSYS模拟爆破振动对采空区顶板稳定性的影响；在保证采空区安全稳定的基础上，通过LS-DYNA模拟和现场试验对比的方法，对台阶爆破参数进行优化。针对东露天存在采空区的实际情况，通过研究，主要有以下研究成果：
　　（1）依据东露天矿存在地下采空区的实际情况，选取3个一级评价指标和10个二级评价指标，建立各级指标的层次结构图，依据层次结构图确定各级指标的权重和隶属函数，最后建立东露天矿台阶爆破效果评价模型，对优化前台阶爆破效果做出综合的分析评价。得出东露天矿台阶爆破仍存在一些问题，需要进一步优化；台阶爆破与采空区的安全距离为200米；顶板最小安全厚度为35米。
　　（2）在评价的基础上，依据东露天现有设备和爆破设计软件，设计爆破参数的优化方案，采用LS-DYNA对爆破参数模拟，分析对比不同爆破参数下爆破效果的模拟结果。得到采用孔网参数7×6，矩形布孔方式的一组参数爆破效果最佳。
　　（3）根据LS-DYNA的模拟结果，得出一套最佳的布孔方式和孔网参数，再通过现场对比试验加以验证。与现场试验的爆破效果比较后，爆破效果比较吻合，验证优化后的爆破参数是合理的。
　　以上研究成果表明，存在采空区的东露天矿台阶爆破技术有待进一步改进，优化后的爆破参数确实改善了爆破效果，同时采空区顶板稳定性也得到了解决，达到了预期的目标。

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第1章 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 研究现状和存在的问题

1.3 研究的目的和内容

1.4 技术路线

第2章 存在采空区的台阶爆破效果评价模型的建立

2.1 东露天煤矿现状和评价指标的选取

2.2 存在采空区的台阶爆破评价模型

2.3 各层次指标权重赋值

2.4 本章小结

第3章 爆破评价模型在东露天矿的应用

3.1 东露天矿地质概况

3.2 各个评价指标的实测得分

3.3 爆破效果的综合得分

3.4 本章小结

第4章 存在采空区的台阶爆破参数的优化

4.1 概述

4.2 台阶爆破与采空区的安全距离的确定

4.3 爆破参数优化方案设计步骤

4.4 不同爆破参数下的爆破效果模拟分析

4.5 爆破参数优化

4.6 优化前后爆破效果的对比试验

4.7 本章小结

第5章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文